01.02.2021

Ленточные конвейеры


Общие сведения


Ленточные конвейеры предназначены для перемещения груза в горизонтальном и наклонном направлениях. Тяговым и одновременно несущим элементом конвейера является бесконечная лента, огибающая приводной и отклоняющий барабаны (рис. 3). Лента поддерживается роликовыми опорами.

По конструктивному исполнению ленточные конвейеры подразделяют на стационарные, передвижные и переносные, по практическому применению — на конвейеры общего назначения и специальные; по типу ленты — на конвейеры с тканевой прорезиненной, стальной цельнокатаной и металлической сетчатой лентами, а также с прорезиненной лентой, имеющей основу из стальных тросов.

Наибольшее распространение получили стационарные конвейеры с тканевой прорезиненной лентой.
Ленточные конвейеры

Конвейеры со стальной цельнокатаной лентой применяют, главным образом, для транспортирования материалов при температуре более 90°, а также материалов с острыми гранями или химически активных; в последнем случае применяют ленты из нержавеющей стали. В настоящее время получают распространение обрезиненные стальные цельнокатаные ленты.

Конвейеры со стальной сетчатой лентой применяют для транспортирования крупнокусковых материалов. На углебрикетных фабриках сетчатые конвейеры имеют также технологическое назначение. На них одновременно с транспортированием осуществляется охлаждение брикетов после прессования. Применение сетчатой ленты дает возможность обдувать брикеты со всех сторон, чем достигается их равномерное и достаточно интенсивное охлаждение. Недостатки этих конвейеров: трудность очистки ленты и засорение пространства под лентой.

Достоинства ленточных конвейеров: простота конструкции, надежность действия, широкий диапазон производительности, относительно небольшой расход электроэнергии, незначительное измельчение материала и возможность транспортирования груза одной установкой на сравнительно большое расстояние (табл. 8).

Недостатки: небольшие допустимые углы наклона, сложность промежуточной разгрузки и повышенный износ ленты при транспортировании абразивных и крупнокусковых материалов.

По профилю трассы ленточные конвейеры могут быть горизонтальные, наклонные и комбинированные.

Угол наклона конвейера к горизонту зависит от вида транспортируемого груза и формы кусков, угла естественного откоса груза и способа загрузки конвейера.

Для надежной работы без сползания груза необходимо, чтобы угол наклона конвейера был на 7—10° меньше угла трения груза о ленту.

Основные части ленточных конвейеров. Тканевые прорезиненные ленты (ГОСТ 20—57) состоят из нескольких слоев (прокладок) хлопчатобумажной ткани, связанных между собой вулканизированной резиной. Сверху, снизу и с боков лента покрывается защитным слоем резины — обкладками, предохраняющими ткань от воздействия влаги, механических повреждений и истирания перемещаемыми грузами. По расположению ткани в ленте различают ленты с нарезными прокладками в виде отдельных полос и с завернутыми прокладками, образуемыми путем складывания широкого полотна ткани. Ленты с нарезными прокладками получили наибольшее распространение. По прочности ткани прокладок различают ленты с бельтингом марки Б-820, особенно прочным бельтингом ОПБ-5 и ОПБ-12 и с уточно-шнуровой тканью.

Ленты общего назначения применяют для перемещения грузов при температуре не выше +60° и не ниже -15/-20°.

Теплостойкие ленты имеют резиновую обкладку, под ней асбестовую прокладку (над верхней тканевой прокладкой), усиленную сверху и с боковых сторон бреккерной тканью. Такую ленту применяют для конвейеров, транспортирующих материал при температуре до +100°. Путем введения в резиновую смесь специальных добавок — антифризов создана морозостойкая прорезиненная лента, которая может работать при температуре -45°.

Толщина верхней обкладки зависит от свойств транспортируемого груза (табл. 10).

Число прокладок, характеризующих прочность ленты на разрыв, зависит от ширины ленты (табл. 11).

Вес 1 м ленты принимают по табл. 12 или определяют по формуле

где qл — вес 1 м ленты, кГ;

В — ширина ленты, м;

i — число прокладок;

b1 и b2 — толщина верхней и нижней обкладок, мм.

Число прокладок в ленте

где Smax — максимальное расчетное натяжение ленты, кГ;

В — ширина ленты, см;

k — допускаемая нагрузка на 1 см ширины одной прокладки, кГ/см (табл. 13).

Кроме хлопчатобумажных, применяют прокладки из искусственных волокон (нейлона, перлона, анида и др.). В мощных конвейерах применяют высокопрочные ленты с основой из стальных тросов, диаметром около 4 мм. Такие ленты обладают прочностью до 1200-2500 кГ/см.

Соединение концов прорезиненной ленты производят сшивкой сыромятными кожаными ремнями, холодной вулканизацией (склейкой), горячей вулканизацией, склепыванием внахлестку, металлическими шарнирными петлями и специальными крючками (на подземных конвейерах). Наилучший способ — горячая вулканизация, она обеспечивает эластичное, прочное и долговечное соединение концов ленты. Перед вулканизацией концы ленты обрезают так, чтобы получились косые ступени по количеству прокладок (рис. 4), очищают, промывают чистым бензином, смазывают резиновым клеем, затем между соединяемыми поверхностями ленты прокладывают сырую резину толщиной 0,5—0,8 мм и концы ленты зажимают между металлическими вулканизационными плитами с электрическим или паровым обогревом. Продолжительность вулканизации, в зависимости от числа прокладок, 15—45 мин. при температуре нагрева в пределах от +140° до +150°.

Соединения внахлестку заклепками и шарнирными петлями показаны на рис. 5.

Роликоопоры по расположению на конвейере подразделяются на верхние и нижние. Верхние опоры выполняют однороликовыми (рис. 6, а) и трехроликовыми — для желобчатых лент (рис. 6, б), нижние опоры — только однороликовыми.

Конвейеры с желобчатыми лентами применяют для транспортирования насыпных грузов, с плоскими лентами — главным образом для перемещения штучных грузов.

Основные размеры роликоопор установлены ГОСТ 1596—53. Диаметр роликов принят:

Общую длину прямого ролика L или сумму длин трех роликов в желобчатой опоре принимают на 100—200 мм больше ширины ленты.

В зоне загрузки ленты расстояние между роликами уменьшают до l1=0,5l и меньше (см. рис. 3). На холостой ветви увеличивают до l2=2l, в среднем до 2500—3000 мм.

Ролики изготовляют преимущественно из стальных цельнотянутых труб на подшипниках качения, реже — на металло-керамических подшипниках. Иногда применяют роликовые опоры в виде отдельных дисков, изготовленных из пластических масс и установленных на гибком валу. В местах загрузки для амортизации ударов от падающих на ленту кусков материала ролики покрывают толстым слоем резины или на ось надевают резиновые кольца, а иногда роликовые опоры устанавливают на пружинном основании.


Для предотвращения сбегания ленты в сторону применяют центрирующие роликовые опоры, автоматически направляющие ленту в центральное положение. Центрирующая желобчатая роликовая опора (рис. 7) — трехроликовая, ее устанавливают на шарикоподшипнике 1, закрепленном в опорном швеллере 2. К поворотной раме 3 с обеих сторон прикреплены рычаги 4, на концах которых установлены вспомогательные ролики 5.

При смещении в сторону лента своей кромкой нажимает на боковой ролик, слегка поворачивает роликовую опору вокруг вертикальной оси, вследствие чего лента центрируется, и роликовая опора возвращается в прежнее положение. Центрирующие роликовые опоры устанавливают обычно не ближе, чем через пять-шесть обычных роликовых опор. Для центрирования ленты на конвейере устанавливают роликовые опоры, наклоненные на 2—3° вперед по ходу ленты. Такой способ центрирования конструктивно проще, однако при этом на боковых роликах возникает постоянное проскальзывание ленты, вызывающее ее добавочный износ.

Привод конвейеров. Составными частями привода ленточного конвейера являются: двигатель, редуктор и барабан (иногда два барабана). В приводах наклонных конвейеров устанавливают тормоз или стопорное устройство, препятствующее при выключенном двигателе самопроизвольному движению ленты под действием находящегося на ней груза.

Максимальное тяговое усилие, развиваемое приводом, без учета потерь, возникающих вследствие жесткости ленты,


где W0 — тяговоз усилие привода, кГ;

Sнаб — натяжение набегающей ветви, кГ;

Sсб — натяжение сбегающей ветви, кГ;

а — угол обхвата лентой барабана, радианов;

е = 2,718 — основание натуральных логарифмов;

u — коэффициент трения между лентой и барабаном (табл. 15).

Тяговое усилие, которое может быть передано с приводного барабана на ленту, возрастает с увеличением угла обхвата, коэффициента трения и натяжения ленты. Величина коэффициента трения зависит от рода поверхности барабана и состояния атмосферы (см. табл. 15).

Величина угла обхвата зависит от схемы огибания лентой приводного барабана и числа приводных барабанов.

Для уменьшения натяжения ленты при требуемом значении тягового усилия ведущий барабан футеруют деревом, резиной или другими материалами или увеличивают угол обхвата путем выбора соответствующей схемы привода, а иногда повышают силу тяги привода, применяя прижимной ролик (рис. 8, а) или прижимную ленту (рис. 8, б).

В приводе с прижимным роликом (см. рис. 8, а) ось ролика закреплена в шарнирной обойме, воспринимающей усилие затянутых пружин. Ролик, покрытый толстым слоем специальной технической резины, прижимает ленту к ведущему барабану. Если P — давление ролика на барабан, то сосредоточенная сила трения ленты о барабан равна Pu и

Максимальное тяговое усилие привода

т. е. в приводе с прижимным роликом тяговое усилие на величину Pueua может быть больше, чем в обычном приводе.

В приводах с прижимной лентой, при одинаковых углах обхвата приводного барабана конвейерной и прижимной лентами, равных а, и при натяжении прижимной ленты Sa, которое с некоторым приближением можно считать по всей длине постоянным, имеет место следующая зависимость:

При этом максимальное тяговое усилие привода

т. е. тяговое усилие на величину Sa (еua—1) может быть больше, чем в обычном приводе.

Приводные барабаны изготовляют литыми из чугуна или сварными из листовой стали. По форме обода различают барабаны цилиндрические и выпуклые. Выпуклым обод делается для центрирования хода ленты. Стрелу выпуклости обычно принимают в размере 0,5% ширины ленты, но не менее 4 мм.

Диаметр барабана определяют в зависимости от числа прокладок в ленте, т. е.

где Dб — диаметр барабана, мм;

k — коэффициент пропорциональности;

для приводных барабанов принимается:

при i = 2-6 k = 125,

при i = 8-12 k = 150,

в случаях особой необходимости уменьшения габарита установки (например, для подземных условий или для конвейеров погрузочных машин) допускается k = 80.

Ширину барабана принимают на 100—200 мм больше ширины ленты.

Натяжное устройство. Предварительное натяжение лент конвейеров и натяжение лент по мере их вытягивания производятся грузовым или механическим натяжным устройством.

Грузовое устройство может быть тележечным (рис. 9, а) или вертикальным; механическим винтовым (рис. 9, б), ручным или автоматическим, имеющим специальную лебедку с электродвигателем, включающимся автоматически при уменьшении заданного натяжения

Винтовые устройства применяют обычно на коротких конвейерах. В остальных случаях применяют грузовые и автоматические механические натяжные устройства.

Ход натяжного устройства принимается равным 1—1,5% длины конвейера.

Загрузочные и разгрузочные устройства. Сыпучие грузы загружают на конвейер при по-моши воронки, снабженной направляющим лотком. Углы наклона стенок воронки на 10—15° больше угла трения груза о стенку. Ширину нижней части лотка воронки принимают меньше ширины ленты; борта воронки снизу обшивают полосами из технической резины. Для предохранения воронок от износа в местах ударов груза устанавливают сменные броневые стальные листы толщиной 8—20 мм. Для промежуточной разгрузки материала с конвейера применяют стационарные или передвижные плужковые сбрасыватели и передвижные двухбарабанные тележки. Скорость движения ленты при наличии плужковых сбрасывателей принимают: для мелких материалов не более 1,3 н/сек, для среднекусковых — 1 м/сек и для крупнокусковых — 0,7 м/сек. Передвижные плужковые сбрасыватели позволяют производить разгрузку материала по всей длине конвейера, но установка их сложнее, поэтому часто используют несколько стационарных сбрасывателей вместо одного передвижного.

Передвижные барабанные разгружатели применяют для разгрузки материала с горизонтальных участков длинных конвейеров при скорости движения ленты до 2 м/сек.

Для очистки ленты конвейера используют очистительные скребки (рис. 10, а) или щетки (рис. 10, б).

Для очистки внутренней поверхности ленты у концевого барабана устанавливают плужковые очистители, аналогичные плужковым сбрасывателям.

Предохранительные устройства. Для предотвращения самопроизвольного движения ленты с грузом при остановке конвейера устанавливают специальные тормозные и стопорные устройства: электромагнитные тормоза, ленточные, роликовые, храповые и центробежно-храповые остановы. Большое распространение получили ленточные остановы (рис. 11). В начале обратного хода конвейера тормозная лента затягивается между конвейерной лентой и барабаном и затормаживает конвейер.

Расчет ленточных конвейеров. Ширина ленты конвейеров, предназначенных для транспортирования насыпных грузов, определяется по формулам:

где Bп и Вж — ширина соответственно плоской и желобчатой лент, м;

Qп и Qж — производительность конвейера при плоской и желобчатой лентах, т/час;

с — поправочный коэффициент, зависящий от угла наклона конвейера и учитывающий уменьшение площади сечения насыпного груза на наклонном конвейере.

Полученная по формулам (16) и (17) ширина ленты проверяется по условиям кусковатости груза:

где d — размер кусков угля, мм.

Окончательно принятая ширина ленты должна быть округлена до ближайшей большей ширины, установленной ГОСТ 20—57.

Ширина ленты породоотборного конвейера, м

где h — высота слоя угля на ленте, равная (1,5—2) dmin (dmin — размер наименьших кусков), м.

Определение натяжения ленты, тягового усилия и мощности двигателя. При движении ленты преодолеваются сопротивления: в поддерживающих роликах, в подшипниках концевых и отклоняющих барабанов, от изгиба ленты, от сбрасывающих устройств и подъема груза.

При ориентировочных расчетах мощность (квт) на валу приводного барабана ленточного конвейера.

где k1 — коэффициент, зависящий от длины конвейера;

при L меньше 15 м k1 =1,25; при L = 15—30 м k = 1,10; при L = 31—45 м А =1,05; при L больше 45 м А = 1,0;

v1 — коэффициент, принимаемый по табл. 18;

L — горизонтальная проекция длины конвейера, м;

v — скорость движения ленты, м/сек;

с2 — коэффициент, принимаемый: для роликоопор на подшипниках качения с2 = 0,00015, для роликоопор на подшипниках скольжения (например, металлокерамических) с2 = 0,000225;

H — высота подъема груза, м;

Nсб — мощность, расходуемая на сбрасывающем устройстве, кет.

Для плужкового сбрасывателя

где Q — производительность конвейера, т/час;

В — ширина ленты, м.

Знак плюс у последнего слагаемого в скобках формулы (19) принимается при подъеме, знак минус — при спуске груза.

Мощность двигателя привода конвейера, квт

где n — к. п. д. приводного механизма;

(1,1-1,2) — коэффициент на неучтенные сопротивления.

Тяговое усилие на приводном барабане, кГ

Более детальный расчет ленточных конвейеров производится методом «обхода по контуру», сущность которого заключается в том, что контур конвейера разделяют на прямолинейные и криволинейные участки и для каждого из них подсчитывают сопротивления, которые затем суммируют.

Обход контура конвейера обычно начинают с точки сбегания ленты с приводного барабана.

В этом случае натяжение набегающей ветви у привода

где k'' — числовой коэффициент, определяемый величиной местных сопротивлений (т. е. сопротивлений на отклоняющих барабанах) и зависящий от натяжения ленты;

А — величина, характеризующая сумму линейных сопротивлений (главным образом на прямолинейных участках), не зависящих от натяжения ленты, кГ.

Силы сопротивления на наклонном прямолинейном участке конвейера: для груженой ветви

для порожней (обратной) ветви

где q = Q/3,6v — вес груза, приходящийся на 1 м длины ленты, кГ/м;

qл — вес ленты, кГ;

qp' и qp'' — вес роликов, приходящийся на 1 м длины ленты, соответственно для груженой и порожней ветвей (кГ/м) определяется по формулам:

где gp' и gp'' — вес вращающихся частей роликов на одной опоре соответственно для груженой и порожней ветвей ленты, кГ;

l' и l'' — расстояние между роликами на груженой и порожней ветвях ленты, м.

Коэффициент сопротивления роликоопор w' зависит от типа подшипников, диаметра роликов и условий работы (табл. 19).

Сопротивления на отклоняющих барабанах:

- при угле обхвата а = 180°

- при угле обхвата a = 90°

Сопротивление на приводном барабане (без учета потерь в подшипниках)

Сопротивление от плужкового сбрасывателя, кГ

Когда обойден весь контур конвейера, подсчитаны сопротивления, выбран тип привода, известны угол обхвата ленты на барабане а и коэффициент трения u между барабаном и лентой, определяют числовое значение величины еua.

Решая совместно уравнения (9) и (23), определяют Sсб, а по нему и величины натяжения ленты во всех точках ее контура.

Полученная величина наименьшего натяжения ленты на груженой ветви Sгрmin проверяется по стреле провисания ее между роликоопорами.

Наибольшая стрела провисания в середине пролета между роликоопорами

где l — расстояние между роликоопорами, измеряемое по горизонтали.

Практически для конвейеров, транспортирующих насыпные грузы, принимают

Следовательно, по уравнению (32) наименьшее значение натяжения ленты должно удовлетворять условию

Если окажется, что наименьшее натяжение на груженой ветви получается меньше, чем Sгрmin, определенное по уравнению (34), то необходимо сделать перерасчет конвейера, приняв в точке минимального натяжения на груженой ветви натяжения Sгрmin. При этом обход контура производят в обе стороны к точкам набегания и сбегания у привода и находят новые величины Sнаб и Sсб, удовлетворяющие условию ограничения провисания ленты. По полученному максимальному натяжению ленты определяют требуемое количество прокладок в ленте.

Тяговое усилие с учетом сопротивления на приводном валу Wпр определяют по формуле

Мощность двигателя, квт,

где nм — к. п. д. передаточного механизма привода.

Конвейеры с металлическими лентами


Конвейеры с цельнопрокатной стальной лентой по принципу действия аналогичны конвейерам с тканевой прорезиненной лентой. Углы наклона конвейеров со стальной лентой на 2—5° меньше, чем у конвейеров с прорезиненной лентой (при одинаковых грузах). Po-ликоопоры могут быть прямые (из трех отдельных шкивов), на которых лента имеет плоскую форму (рис. 12, а) и пружинные, на которых лента получает желобчатую форму (рис. 12, б). Вследствие большой жесткости стальной ленты концевые и отклоняющие барабаны применяют увеличенного диаметра. Натяжение ленты осуществляют только грузовым устройством. Стальные ленты изготовляют из углеродистой или нержавеющей стали способом холодной прокатки толщиной 0,6—1 мм и шириной от 400 до 800 мм. Длина кусков в рулоне достигает 150 м. Предел прочности лент из углеродистой стали 70—90 кГ/мм2. Концы лент соединяют внахлестку заклепками с чечевицеобразными головками.

За рубежом выпускают стальные ленты, покрытые слоем резины, благодаря чему повышается срок службы, увеличивается коэффициент трения и уменьшается вибрация лент при движении по роликоопорам.

В зависимости от скорости движения ленты диаметр барабана принимают в 1000—1200 раз больше толщины ленты. Скорость движения стальной ленты принимают около 1 м/сек.

Для передачи тягового усилия от привода к ленте и уменьшения провисания ленты между опорами первоначальное натяжение ее должно быть 1—2 кГ на 1 мм2 поперечного сечения. Промежуточная разгрузка транспортируемого груза со Стальной ленты производится только плужковыми сбрасывателями. Для очистки наружной и внутренней поверхности ленты применяют скребки и щетки.

Конвейеры с сетчатой стальной (проволочной) лентой. Сетчатые ленты изготовляют только плоскими. Наибольшее применение получила шарнирно-звеньевая проволочная лента (рис. 13), собираемая из отдельных проволочных спиралей, соединенных стержнем.

Для увеличения производительности на конвейере устанавливают неподвижные борта или ленту снабжают бортами. Ширину ленты определяют по тем же формулам, что и для конвейеров с текстильной лентой. Скорость движения ленты для транспортных целей принимают 0,8—1,0 м/сек; для охлаждения угольных брикетов — 0,1—1,15 м/сек.

Угол наклона сетчатого конвейера можно принимать таким же, как и для конвейера с тканевой прорезиненной лентой.

Приводной барабан обычно футеруют деревом. Диаметр барабана Dб больше (200 + 250) 8, где b — диаметр проволоки.

Конвейеры с проволочными лентами применяют главным образом на углебрикетных фабриках.





Яндекс.Метрика